[发明专利]以两输出直流电压电位分离地传输能量的电路系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电位分离地从初级端向次级端传输能量的电路系统和所属方法，其中，那里应产生带有各自不同的电压绝对值的两个输出直流电压。这两个输出直流电压可以具有相同或者不同的极性。

背景技术

这种类型的电路系统例如是功率半导体模块的驱控电路的部分。功率半导体模块已充分公知的基础电路是两个功率晶体管的半桥电路，其中两个功率晶体管中的至少一个不处于恒定的基准电位上。其基准电位可以在千伏数量级内波动。因此在普遍公知的现有技术中，所属的驱控电路构成为具有一个初级端和至少一个与其电流分离的次级端。初级端在这种情况下的任务至少是向各自的次级端传递控制脉冲以及传输电能，用于次级端的供能。

为进行这种电能传输变压器是广泛应用和充分公知的部件。这些变压器在其最简单的构造中构成为具有一个初级端的和一个次级端的绕组并由交流电压源供电。在次级端上，然后将该交流电压为产生直流电压，如其例如为了功率晶体管的栅极驱控而必须的那样，进行整流和需要时滤波。

在大量的功率晶体管中，众所周知优选这些功率晶体管由正电压接通并由负电压断开。在这种情况下，出于与能量有关的原因，可以具有优点的是，断开电压的绝对值选择得小于接通电压通过功率晶体管的结构类型所确定的数值。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于电位分离地在初级端与次级端之间传输电能的电路系统和用于驱控该电路系统的所属方法，其中，次级端上应提供不同绝对值的两个不同的输出直流电压可供使用，且同时减少次级端上为此所需元件的数量。

该目的依据本发明通过具有权利要求1特征的电路系统以及通过按权利要求5所述的方法得以实现。优选的实施方式在各自的从属权利要求中予以说明。

依据本发明的、用于电位分离地从初级端向次级端传输电能的电路系统具有用于这种电能传输的变压器，其中两个次级端的输出直流电压具有不同的绝对值，其中，第一输出电压具有更高的绝对值。该变压器在它那方面在初级端具有带共同中间抽头的第一和第二绕组且在次级端具有第三绕组。第一和第二绕组的匝数比在这种情况下与两个次级端输出直流电压的比率相匹配。该匹配依据比例法从变压器电压的比率与所分配的绕组匝数比率的一致性中产生。

该变压器的中间抽头与直流电压源连接，此外第一绕组与第一晶体管的负载接线端连接，第二绕组与第二晶体管的负载接线端连接且这两个晶体管在它们那方面各自利用它们的第二负载接线端与初级端基准电位连接。

为产生相同极性的两个次级端输出直流电压，变压器次级端绕组的两个接线端各自与第一和第二二极管的阳极连接，在第一和第二二极管各自的阴极上给出各自的输出直流电压。

为产生不同极性的两个次级端输出直流电压，次级端绕组的一个接线端处于那里的基准电位上，而另一接线端则与第一二极管的阳极和第二二极管的阴极连接，在第一和第二二极管各自的另一接线端上给出各自的输出直流电压。

在这两种构造中，为了平滑输出电压各自优选的是，如果第一和第二二极管的输出端各自与电容器连接，电容器各自的第二接线端处于次级端的基准电位上。

为产生具有更高绝对值的第一次极端输出直流电压，优选设有相同绝对值的初级端输入电压。因此为变压器第一绕组的匝数形成与次级端第三绕组上相同的匝数。初级端第二绕组与第一绕组相比相应具有更大的、与次级端输出电压的比率相匹配的匝数。

作为选择，可以优选第一绕组的匝数是第三绕组匝数的整数倍或者整数分之一。第一与第二绕组匝数的比率当然保持不受其影响。

在用于借助依据本发明的电路系统以两个输出直流电压电位分离地传输电能的依据本发明的所属方法中，晶体管为了电能传输彼此错开地以与所分配的变压器绕组的匝数成反比的占空比来开关。为高效构成该方法，优选两个晶体管开关周期的最小频率大于10kHz，在优选的使用情况下处于1MHz的数量级。

附图说明

现借助图1-5的实施例对本发明的解决方案做进一步说明。其中：

图1示出依据现有技术用于产生不同极性和相同绝对值的两个次级端输出直流电压的第一电路系统。

图2示出依据现有技术用于产生不同极性和不同绝对值的两个次级端输出直流电压的第二电路系统。

图3示出依据本发明用于产生不同极性和不同绝对值的两个次级端输出直流电压的电路系统。

图4示出依据本发明用于产生相同极性和不同绝对值的两个次级端输出直流电压的电路系统。

图5a-f示出上述电路系统的不同电压分布。

具体实施方式